Разделы сайта

Читаемое

Обновления Mar-2024

Промышленность Ижоры -->  Сварка металлов и сплавов плавлением 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [ 19 ] 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253

Таблица 2-5

Сравнение термических циклов сварки стальных пластин толщиной 100 мм

Кривая 2 соответствует электродуговой сварке под флюсом стальной пластины толщиной 12 мм на режиме 1 = 730 А, t/ = 46 В, и = 40,5 м/ч (сварка без разделки кромок с двух сторон); кривая 5 соответствует электроннолучевой сварке такой же пластины на режиме

= 250 мА, = 30 кВ; и = = 24 м/ч. В табл. 2-5 приведены данные о мгновенных скоростях охлаждения при температуре 500°С и длительностях выдержки металла (в рассматриваемом участке околошовной зоны Тшах = 1300° С) при температурах выше 1000° С для указанных способов сварки.

Представление о влиянии теплофизических свойств материала и массивности изделия на температурные циклы в околошовной зоне дают кривые на рис. 2-21, й и б, относящиеся соответственно к однопроходной дуговой сварке тонких пластин (б = 12 мм) и многослойной дуговой сварке толстых пластин (б = 100 мм) из перлитной (кривая /) и аустенитной (кривая 2) сталей примерно на одном и том же тепловом режиме, характеризуемом величиной эффективной тепловой энергии q = 4050 кал/с и скоростью сварки и = 16 м/ч.

Из этих данных следует, что снижение теплопроводности материала уменьшает скорость изменения температуры точек около-

Способ сварки

Мгновенная скорость охлаждения при 500° С, С/с

Длительность

выдержки при

температурах выше

1000°С. с

Электро-

шлаковая

Дуговая

14,5

под флюсом

Электронно-

лучевая

с то

1000

т zoo

о 10 20 30 W SO 60 W 80 90 с

- .

с ко

Рис. 2-21. Сопоставление термических циклов точек околошовной зоны при однопроходной сварке тонких пластин (а) и многопроходной сварке толстых пластин (б) из перлитной стали (1) и аустенитной стали (2)



шовной зоны как на стадии нагрева, так и особенно на стадии охлаждения. Этот эффект несколько повышается с увеличением толщины (массивности) свариваемых изделий. Значительное влияние на температурные циклы точек околошовной зоны при одинаковом режиме сварки оказывает массивность изделия.

Широкое применение для оценки основных параметров термического цикла точек околошовной зоны получили расчетные методы теории тепловых процессов при сварке. Подробное изложение этих методов дано в специальной литературе. Ниже приведены расчетные зависимости для двух характерных случаев сварочного нагрева: тонкой пластины и массивного тела.

Тонкая пластина. Максимальные температуры Гах в околошовной зоне на расстоянии у от центра шва могут быть приближенно оценены с помощью следующей зависимости:

Т --г ?/-0.478 л at/ \2 max о Т ...о i is

у.2!/ \ Хб

где Tq - начальная температура пластины; qh - эффективная погонная энергия; 7 - объемная теплоемкость; б - толщина пластины; Х - теплопроводность пластины; а - коэффициент поверхностной теплоотдачи.

Из рис. 2-24 следует, что при малых произведениях ау максимальная температура прямо пропорциональна удельным тепло-вложениям qlvb и обратно пропорциональна теплоемкости и расстоянию от оси шва. Мгновенная скорость охлаждения металла шва и прилегающей околошовной зоны при данной температуре Т

Длительность пребывания металла шва выше заданной температуры Т приближенно можно оценить из выражения

4яо (Г - T,j)3 V dScy

Для околошовной зоны {у ф 0) величину времени можно оценить по номограмме на рис. 2-22, где приведено значение безразмерного критерия Tj = в зависимости от безразмерной температуры fl-g-

(использована принятая в теории тепловых процессов индексация, при которой индекс 1 относится к стержням, 2 - к пластине, 3 - к массивному изделию).

Массивное тело. Рассмотрим полубесконечное тело {г > 0). Максимальные температуры в околошовной зоне на расстоянии



рис. 2-22. Номограмма для определения tu и зн- Кривая 1 соответствует зависимости от а

от При

< 0,24 можно использовать зависимость =

= 4т{Т-Т,Г Р % < 0,06 4 =

2nXv (Т - То)

0,2 0,3

r-=Yx-y ОТ оси шва на поверхности тела (z = 0) приближенно можно определить, используя зависимость

В отличие от тонкой пластины в случае массивного тела максимальные температуры обратно пропорциональны квадрату расстояния от оси шва. Мгновенная скорость охлаждения металла шва и прилегающей околошовной зоны при температуре Т

(2-13)

т. е. в сходных условиях скорости охлаждения в массивном теле превышают скорости охлаждения в тонкой пластине при температуре Т в п раз, где

Длительность пребывания металла шва выше заданной температуры определяют из выражения, аналогичного зависимости (2-13):

2itXu(T-r )

т. е. время / в п/2 раз более короткое, чем для тонких пластин в сходных условиях.

Для околошовной зоны (г 0) время / можно оценить по номограмме на рис. 2-22, где приведено значение безразмерного

критерия Тз =

4а/

В зависимости от безразмерной температуры:

3 = 2сГ 67



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [ 19 ] 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253

© 2003 - 2024 Prom Izhora
При копировании текстов приветствуется обратная ссылка